TWM543945U

TWM543945U - 螺旋向量減速機結構

Info

Publication number: TWM543945U
Application number: TW106202805U
Authority: TW
Inventors: You-Fu Wen
Original assignee: Sheng Fly Machine Automation Technology Co Ltd
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2017-06-21

Description

螺旋向量減速機結構

本創作係屬於動力傳輸裝置的領域，特別是關於一種螺旋向量減速機結構，透過共軛曲線的齒輪結構設計，且齒輪表面齒形均為T形齒，進而降低製造難度及成本者。

按，減速機是經常被用來作為馬達旋轉動力傳遞的一種動力傳輸機構，其係利用特殊的齒輪比設計，進一步將馬達原有之高迴轉數減轉到所需之迴轉數，並藉以獲得更大的轉矩。目前應用減速機的裝置相當廣泛，從作為交通工具的船舶、汽機車、建築用的重型機具、機械工業所用的加工機具及自動化生產設備，到日常生活中常見的家電、鐘錶等等，其應用範圍大動力的傳輸工作到小負荷、精確的角度傳輸均可。

而，目前工業用機器人所使用減速機主要有齒輪減速機、諧波減速機(Harmonic Drive)、旋轉向量(Rotate Vector,RV)減速機以及擺線減速機等類型，各種減速機的特點均有所不同，諧波減速機具有傳動比大、運轉平穩、結構簡單以及傳動效率高等優點，但由於使用撓性輪的彈性變形來進行負載運動的動力傳遞，其材料剛性難以獲得有效的提高，因此，隨著使用時間的增長，造成材料彈性疲乏，也會顯著影響其運動精度，若使用更昂貴的材料也會造成其材料成本的提高，影響其產品價格。故1980年代中期，日本帝人公司成功研製出可以應用於工業用機器人的擺線針輪旋轉向量減速機，係一種材料剛性較高的低振動減速機，能夠提高工業用機器人的運動精度，而使其獲得良好的動態特性，並且還具有相對體積小、減速比大、承載能力大、運動精度高及傳動效率高等優點，該種減速機不僅被運用於機器人，在工具機產業也被廣泛採用，對於工業用機器人的結構來說，因為大多透過連桿方式進行運動，故桿件尺寸及重量會影響其動作時的慣性及負荷能力，擺線針輪旋轉向量減速機的結構緊湊，而能有效降低旋轉時的慣性，相較於諧波齒輪減速機天生剛性不足的缺點，擺線針輪旋轉向量減速機能夠有效延長其使用壽命。

然而，這種擺線針輪旋轉向量減速機的設計中，係透過中央輸入軸的偏心雙曲軸設計，以供帶動二曲線輪進行共軛旋轉，該每一曲線輪與套筒內部的內曲線輪間設有複數個滾軸，當旋轉時，該等滾軸能夠形成該每一曲線輪與內曲線輪間的接觸元件，並帶動其順暢旋轉，雖然其圓弧表面能夠使動作順暢。但也是因為這樣的緣故，不論是該等滾軸的表面或是該各曲線輪的表面或該內曲線輪的表面都是保持不斷地接觸摩擦，故當材料本身有缺陷問題，其磨損程度自然會有所增加，甚至影響其動作時的精密度；況且，在進行維修更換時，不能僅更換其中之一，必須三者同時進行更換，因而會提高製造及材料成本，影響後續推廣的效益。

有鑑於此，本創作人係提供一種螺旋向量減速機結構，透過改善原有齒輪減速機的設計，將其改良成為具有共軛曲線的齒輪結構設計，且齒輪表面齒形均為T形齒，以降低製造難度及成本，對於後續進行推廣及將來的維修都有相當大的幫助。

本創作之一目的，旨在提供一種螺旋向量減速機結構，俾利用共軛曲線的齒輪及結合齒輪表面的T形齒等設計，當輸入旋轉動力後能夠獲得高減速比的共軛旋轉運動，大幅降低製造難度及成本等功效。

為達上述目的，本創作之螺旋向量減速機結構，包括：一套管，其中央係設有一貫穿孔，且於內管壁上設有一內齒輪；一第一行星架，其一面設有四個第一固定軸，且該第一行星架上除設置有該等第一固定軸的位置設有三個第一安裝孔，該等第一安裝孔係直線排列間隔設置；一第二行星架，其一面係對應該四個第一固定軸而分別設有四個第二固定軸，且該第二行星架係對應該等第一安裝孔而設有三個第二安裝孔，該第一行星架及該第二行星架組合時，該第一行星架係從該套管之一面活動設置於該貫穿孔內，該第二行星架則由該套管之另一面活動穿設於該貫穿孔內，以在其間對應該內齒輪而形成一間隔空間；一輸入軸，其一端係具有一齒輪部，且該齒輪部活動設於中央之該一第一安裝孔內；二行星齒輪，分別活動設於該另二第一安裝孔內，且該每一行星齒輪具有一第一曲軸部及一第二曲軸部，該第一曲軸部及第二曲軸部係分別以該輸入軸的軸線為中心朝相反方向曲折，使該輸入軸之該齒輪部分別嚙合該二行星齒輪；一第一齒輪，其對應該二行星齒輪之該二第一曲軸部而設有二第一套接孔，且該第一齒輪對應該等第一固定軸及該第二固定軸而設有複數個第一定位孔，該第一齒輪之一部分係嚙合於該內齒輪上；及一第二齒輪，其對應該二行星齒輪之該二第二曲軸部而設有二第二套接孔，且該第二齒輪對應該等第一固定軸及該第二固定軸而設有複數個第二定位孔，該第二齒輪之一部分嚙合於該內齒輪上；運轉時，係由該輸入軸輸入旋轉動力，由該齒輪部帶動該二行星齒輪同步同向旋轉，進一步連動該第一齒輪及該第二齒輪沿著該內齒輪表面進行共軛轉動，使該第一行星架及該第二行星架進行減速旋轉。應注意的是，該第一齒輪、該第二齒輪及該內齒輪之齒形均為T型齒設計。

於一實施例中，該等第一固定軸及該等第二固定軸係分別兩兩成對且間隔設置的方式，設於該輸入軸及該二行星齒輪排列成的直線二側，藉該等第一固定軸及該等第二固定軸來限定該第一齒輪及該第二齒輪的旋轉範圍，提供有效的支撐及定位效果。

並且，本創作之該螺旋向量減速機結構，更具有一對第一軸承及一對第二軸承，分別安裝於該第一行星架及該第二行星架上，以供支撐該二行星齒輪，使該二行星齒輪可穩定的旋轉，進一步也能使該第一齒輪及該第二齒輪穩定旋轉。

於另一實施例中，本創作之該螺旋向量減速機結構，更具有二個第一圓環墊片，該一第一圓環墊片係安裝於該第一行星架與該套管間，該另一第一圓環墊片安裝於該第二行星架與該套管間，能夠有效減少構件間的間隙，減少運轉時的振動。

再者，螺旋向量減速機結構，更具有一擋邊及一第二圓環墊片，該擋邊係設於該套筒相對該第二行星架之外側，且該第二圓環墊片安裝於該擋邊及該套管間，使該擋邊夾設於該第一圓環墊片及該第二圓環墊片之間，其中之該擋邊係對應該第二行星架而設有複數個固定孔，使該擋邊可與該第二行星架同步轉動。

1‧‧‧螺旋向量減速機結構

11‧‧‧套筒

111‧‧‧貫穿孔

112‧‧‧內齒輪

12‧‧‧第一行星架

121‧‧‧第一固定軸

122‧‧‧第一安裝孔

123‧‧‧第一軸承

13‧‧‧第二行星架

131‧‧‧第二固定軸

132‧‧‧第二安裝孔

133‧‧‧第二軸承

14‧‧‧輸入軸

141‧‧‧齒輪部

15‧‧‧行星齒輪

151‧‧‧第一曲軸部

152‧‧‧第二曲軸部

16‧‧‧第一齒輪

161‧‧‧第一套接孔

162‧‧‧第一定位孔

17‧‧‧第二齒輪

171‧‧‧第二套接孔

172‧‧‧第二定位孔

18‧‧‧圓環墊片

181‧‧‧第一圓環墊片

182‧‧‧第二圓環墊片

19‧‧‧擋邊

191‧‧‧固定孔

第1圖，為本創作較佳實施例第一視角的立體分解圖。

第2圖，為本創作較佳實施例第二視角的立體分解圖。

第3圖，為本創作較佳實施例組裝後的剖視圖。

第4圖，為本創作較佳實施例組裝後的立體外觀圖。

第5圖，為本創作較佳實施例運轉時的狀態示意圖(一)。

第6圖，為本創作較佳實施例運轉時的狀態示意圖(二)。

為使貴審查委員能清楚了解本創作之內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2、3、4及5~6圖，係為本創作較佳實施例各個視角的立體分解圖，及其組裝後的剖視圖與立體外觀圖，以及其運轉時的狀態示意圖。如圖中所示，本創作之螺旋向量減速機結構1係包括一套管11、一第一行星架12、一第二行星架13、一輸入軸14、二行星齒輪15、一第一齒輪16及一第二齒輪17。

其中該套管11之中央係設有一貫穿孔111，且於內管壁上設有一內齒輪112，應注意的是，該貫穿孔111係對應該第一行星架12及該第二行星架13的階梯孔形設計。

該第一行星架12之一面設有四個第一固定軸121，且該第一行星架12上除設置有該等第一固定軸121的位置設有三個第一安裝孔122，該等第一安裝孔122係直線排列間隔設置；其中，該等第一固定軸兩兩成對且間隔設置的方式，分別設置於該等第一安裝孔122所排成的直線二側。

該第二行星架13之一面則是對應該四個第一固定軸121位置而對稱設有四個第二固定軸131，且該第二行星架13係對應該等第一安裝孔122也同樣對稱設有三個第二安裝孔132，故該等第二固定軸131也是以兩兩成對且間隔設置的方式，設於該等第二安裝孔132所排列的直線二側；因此，當該第一行星架12及該第二行星架13組合時，該第一行星架12係從該套管11之一面活動設置於該貫穿孔111內，該第二行星架13則由該套管11之另一面活動穿設於該貫穿孔111內，以在其間對應該內齒輪112而形成一間隔空間。

該輸入軸14之一端係具有一齒輪部141，且該齒輪部141活動設於中央之該一第一安裝孔122內。

該二行星齒輪15係分別活動設於該另二第一安裝孔122內，且該每一行星齒輪15具有一第一曲軸部151及一第二曲軸部152，該第一曲軸部151及第二曲軸部152係分別以該輸入軸14的軸線為中心朝相反方向曲折，使該輸入軸14之該齒輪部141分別嚙合該二行星齒輪15。

該第一齒輪16係對應該二行星齒輪15之該二第一曲軸部151而設有二第一套接孔161，且該第一齒輪16對應該等第一固定軸121及該第二固定軸131而設有複數個第一定位孔162，該第一齒輪16之一部分係嚙合於該內齒輪112上。

該第二齒輪17係對應該二行星齒輪15之該二第二曲軸部152而設有二第二套接孔171，且該第二齒輪17對應該等第一固定軸121及該第二固定軸131而設有複數個第二定位孔172，該第二齒輪17之一部分嚙合於該內齒輪112上，應注意的是，該第一齒輪16嚙合於該內齒輪112的部分，與該第二齒輪17嚙合於該內齒輪112的部分係相對設置，也就是互成180度。

運轉時，係由該輸入軸14輸入旋轉動力，由該齒輪部141帶動該二行星齒輪15同步同向旋轉，進一步連動該第一齒輪16及該第二齒輪17沿著該內齒輪112表面進行共軛轉動，故能夠帶動該第一行星架12及該第二行星架13進行減速旋轉。

再者，為了其運轉時的順暢性，本創作之該螺旋向量減速機結構1，於該第一行星架12二側之該二第一安裝孔122內，以及該第二行星架13二側之該二第二安裝孔132內，分別安裝一對第一軸承123及一對第二軸承133，使該一第一軸承123分別與該一第二軸承133互成相對，以將該一行星齒輪15活動設置於其間，本創作係藉由該對第一軸承123及該對第二軸承133分別支撐該二行星齒輪15的二端，以提升運轉時的穩定性及順暢性。

應注意的是，由於本創作之該螺旋向量減速機結構1運轉時，該第一齒輪16及該第二齒輪17係進行共軛旋轉，為了避免運轉時會有干涉問題，該第一齒輪16、該第二齒輪17及該內齒輪1121之齒形均為T型齒設計，能夠避免嚙合時的過度干涉而影響運轉的順暢性。

另外，本創作之該螺旋向量減速機結構1更具有複數個圓環墊片18，用以減少組裝時的間隙，該等圓環墊片18包含了二第一圓形墊片181及一第一圓形墊片182，該一第一圓環墊片181係安裝於該第一行星架12與該套管11間，該另一第一圓環墊片181安裝於該第二行星架13與該套管11間。並且，還設有一擋邊19，該擋邊19係設於該套筒11相對該第二行星架13之外側，且該第二圓環墊片182安裝於該擋邊19及該套管11間，使該擋邊19夾設於該第一圓環墊片181及該第二圓環墊片182之間，而該擋邊19係對應該第二行星架12而設有複數個固定孔191，使該擋邊19固定於該第二行星架13，而能與該第二行星架13同步轉動。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。